一种可预防坠落物砸毁汽车顶蓬的装置的制作方法

本发明涉及一种汽车顶蓬安全装置，特别是涉及一种可预防坠落物砸毁汽车顶蓬的装置。

背景技术：

现有的小型汽车车身采用钢结构制成，具有优秀的碰撞安全性，但是由于一般碰撞均来自于车身四周，因此对于车身前后左右侧的碰撞车身能够具有足够的可靠性，而对于来自于车身顶部的碰撞通常支撑性略差。在山区地质构造复杂的危险地带驾驶汽车时，经常会发生树木倒地或滚石滑落砸中汽车从而造成人员伤亡的悲惨事故。因此需要提高车辆顶蓬的安全性。

技术实现要素：

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种可预防坠落物砸毁汽车顶蓬的装置，避免坠落物砸击顶蓬使毁坏车顶严重影响安全。

本发明的技术方案是这样的：一种可预防坠落物砸毁汽车顶蓬的装置，包括气动伸缩组件、顶蓬左板、顶蓬右板和控制器，所述气动伸缩组件与汽车钢结构顶部固定连接，所述气动伸缩组件的伸缩方向呈上下方向设置，所述气动伸缩组件的伸缩杆顶部分别与所述顶蓬左板的中部右侧的下表面以及所述顶蓬右板的中部左侧的下表面铰接，所述汽车钢结构顶部设有前横向滑槽和后横向滑槽，所述前横向滑槽内设有前左滑动支撑和前右滑动支撑，所述后横向滑槽设有后左滑动支撑和后右滑动支撑，所述前左滑动支撑的顶部与所述顶蓬左板的前端中部的下表面铰接，所述前右滑动支撑的顶部与所述顶蓬右板的前端中部的下表面铰接，所述后左滑动支撑的顶部与所述顶蓬左板的后端中部的下表面铰接，所述后右滑动支撑的顶部与所述顶蓬右板的后端中部的下表面铰接，所述顶蓬左板和所述顶蓬右板的表面设有感应上下方向加速度的第一加速度传感器，所述第一加速度传感器与所述控制器连接，所述控制器用于控制所述气动伸缩组件伸缩。

进一步地，所述顶蓬左板的上表面右边缘和顶蓬右板的上表面左边缘设有若干延时触发柱，所述延时触发柱包括触发柱外筒、触发柱内筒和弹簧，所述触发柱外筒与所述顶蓬左板或顶蓬右板固定连接，所述触发柱外筒的顶部开口内缩，所述触发柱内筒的底边设有外凸缘，所述触发柱外筒卡套于所述触发柱内筒外，所述弹簧设置在所述触发柱内筒内，弹簧顶部与所述触发柱内筒的筒顶内壁固定连接，弹簧底部与所述顶蓬左板或顶蓬右板固定连接。

进一步地，所述触发柱内筒的筒顶上设有感应上下方向加速度的第二加速度传感器，所述第二加速度传感器与所述控制器连接。

进一步地，所述顶蓬左板与所述汽车钢结构顶部之间连接左回位拉簧，所述左回位拉簧与所述顶蓬左板的连接点位于所述顶蓬左板与所述前左滑动支撑的铰接点的右方。

进一步地，所述顶蓬右板与所述汽车钢结构顶部之间连接右回位拉簧，所述右回位拉簧与所述顶蓬右板的连接点位于所述顶蓬右板与所述前右滑动支撑的铰接点的左方。

进一步地，所述前横向滑槽和所述后横向滑槽为燕尾槽。

进一步地，包括高压储气罐和空气压缩机，所述高压储气罐的出口通过启动气阀与所述气动伸缩组件的进气口连接，所述气动伸缩组件的出气口连接放气回位阀，所述空气压缩机的出口通过充气阀与所述高压储气罐的进气口连接，所述控制器与所述空气压缩机、所述启动气阀、所述放气回位阀和所述充气阀连接。

本发明所提供的技术方案的优点在于，本发明通过在汽车钢结构顶部设置顶蓬左板和顶蓬右板，并由前左、前右滑动支撑以及后左、后右滑动支撑构成跷跷板结构，在坠落物撞击顶蓬时，改变汽车顶蓬的形状，使顶蓬左板的右侧升高，左侧降低，顶蓬右板的左侧升高，右侧降低，对坠落物冲击方向形成扰动，减小汽车在行驶过程中被砸毁的机率。

附图说明

图1为可预防坠落物砸毁汽车顶蓬的装置结构示意图。

图2为可预防坠落物砸毁汽车顶蓬的装置作用时结构示意图。

图3为图1的aa剖面局部放大图。

图4为图1的bb向剖视图。

图5为图2的cc剖面图。

图6为图1的ff剖面图。

图7为顶蓬左板/顶蓬右板上的延时触发柱结构示意图。

具体实施方法

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

请结合图1至图5所示，本发明实施例涉及的可预防坠落物砸毁汽车顶蓬的装置，包括气动伸缩组件10、顶蓬左板8、顶蓬右板7、高压储气罐18、空气压缩机19和控制器ecu21。顶蓬左板8和顶蓬右板7为平面金属板。气动伸缩组件10可采用现有的气动伸缩杆也可采用如图3所示的结构，本实施例中，气动伸缩组件10包括外筒12、中筒13和活塞杆14，中筒13套装在外筒12内，活塞杆14套装在中筒13内，在压缩空气作用下，中筒13相对于外筒12上升或下降，活塞杆14相对于中筒13上升或下降，气动伸缩组件10的伸缩方向呈上下方向设置。外筒12与汽车钢结构顶部2固定连接，活塞杆14顶部分别通过顶蓬左铰链15b与顶蓬左板8的中部右侧的下表面铰接以及通过顶蓬右铰链15a与顶蓬右板7的中部左侧的下表面铰接。

汽车钢结构顶部2在汽车的前后方向上设有前横向滑槽1a和后横向滑槽1b，前横向滑槽1a和后横向滑槽1b均采用燕尾槽形式。请结合图6所示，前横向滑槽1a内设有前左滑动支撑4和前右滑动支撑3，前左滑动支撑4和前右滑动支撑3可沿前横向滑槽1a做左右横向移动。后横向滑槽1b设有后左滑动支撑和后右滑动支撑，后左滑动支撑和后右滑动支撑可沿后横向滑槽1b做左右横向移动。前左滑动支撑4的顶部通过左滑块铰链6与顶蓬左板8的前端中部的下表面铰接，前右滑动支撑3的顶部通过右滑块铰链5与顶蓬右板7的前端中部的下表面铰接。后左滑动支撑的顶部通过另一左滑块铰链与顶蓬左板8的后端中部的下表面铰接，后右滑动支撑的顶部通过另一右滑块铰链与顶蓬右板7的后端中部的下表面铰接。后左滑动支撑和后右滑动支撑与后横向滑槽1b的配合以及与顶蓬左板8、顶蓬右板7的连接结构均与前左滑动支撑4和前右滑动支撑3与前横向滑槽1a的配合以及与顶蓬左板8、顶蓬右板7的连接结构类似，故图上未示出。以前左滑动支撑4和后左滑动支撑作为支点，顶蓬左板8构成了可左右倾斜的跷跷板。以前右滑动支撑3和后右滑动支撑作为支点，顶蓬右板7同样构成了可左右倾斜的跷跷板。为了可使顶蓬左板8和顶蓬右板7迅速复位，顶蓬左板8与汽车钢结构顶部2之间连接左回位拉簧11a，左回位拉簧11a与顶蓬左板8的连接点位于顶蓬左板8与前左滑动支撑4的铰接点的右方。顶蓬右板7与汽车钢结构顶部2之间连接右回位拉簧11b，右回位拉簧11b与顶蓬右板7的连接点位于顶蓬右板7与前右滑动支撑3的铰接点的左方。在顶蓬左板8和顶蓬右板7的表面设有感应上下方向加速度的第一加速度传感器22。

请结合图7所示，顶蓬左板8的上表面右边缘和顶蓬右板7的上表面左边缘设有若干延时触发柱9。延时触发柱9包括触发柱外筒26、触发柱内筒25和弹簧24，触发柱外筒26与顶蓬左板8或顶蓬右板7固定连接，触发柱外筒26的顶部开口内缩，触发柱内筒25的底边设有外凸缘，触发柱外筒26卡套于触发柱内筒25外，触发柱内筒25构成延时触发柱9的伸缩端。弹簧24设置在触发柱内筒25内，弹簧24顶部与触发柱内筒25的筒顶内壁固定连接，弹簧24底部与顶蓬左板8或顶蓬右板7固定连接。触发柱内筒25的筒顶上设有感应上下方向加速度的第二加速度传感器23。第一加速度传感器22和第二加速度传感器23都与控制器ecu21连接向控制器ecu21发送加速度信息，控制器ecu21用于根据加速度信息控制气动伸缩组件10伸缩，具体是通过高压储气罐18和空气压缩机19进行间接控制。高压储气罐18的出口通过启动气阀17与气动伸缩组件10的进气口连接，气动伸缩组件10的出气口连接放气回位阀16，空气压缩机19的出口通过充气阀20与高压储气罐18的进气口连接，控制器ecu21与空气压缩机19、启动气阀17、放气回位阀16和充气阀20连接。

该可预防坠落物砸毁汽车顶蓬的装置的工作过程是这样的，当遭遇到坠落物砸向车顶，第一加速度传感器22或第二加速度传感器23将感应到的上下冲击加速度信号发送到控制器ecu21。控制器ecu21命令启动气阀17打开，存储在高压储气罐18内的高压气体通过启动气阀17进入气动伸缩组件10内，气动伸缩组件10内气压骤然增加，活塞杆14迅速升起，左回位拉簧11a和右回位拉簧11b伸长，顶蓬右板7以顶蓬右铰链15a和两个右滑块铰链5为约束作平面运动，顶蓬左板8以顶蓬左铰链15b和两个左滑块铰链6为约束作平面运动，顶蓬右板7和顶蓬左板8呈倾斜顶起状态，然后关闭启动气阀17。顶蓬右板7和顶蓬左板8的倾斜姿态可诱导坠落物向汽车车顶左右两侧滚离，减轻或完全避免车顶被砸毁。

当坠落物向顶蓬中间区域下落时，坠落物首先触发延时触发柱9的第二加速度传感器23，控制器ecu21给启动气阀17发送开启命令导致顶蓬升起，待坠落物触碰到触发柱外筒26或顶蓬中间的板面时，顶蓬已经呈倾斜状态，足以产生使坠落物向车顶左右方向滚离的扰动。当坠落物向顶蓬外侧区域下落时，一方面第一加速度传感器22发给控制器ecu21命令后，顶蓬会升起倾斜；另一方面由两个左滑块铰链6及顶蓬左铰链15b或者两个右滑块铰链5及顶蓬右铰链15a组成的顶蓬支撑点都处于顶蓬内侧，跷跷板效应也会促使顶蓬倾斜，产生促使坠落物向车顶左右方向滚离的扰动。

当完成对坠落物的诱导并确认车顶安全后，驾驶员点击复位按钮27，命令控制器ecu21给放气回位阀16发送开启信号，放气回位阀16打开，此时触发筒组件10内的高压气体通过放气回位阀16排出，在左回位拉簧11a或右回位拉簧11b的拉力作用下，活塞杆14下降并复位，然后关闭放气回位阀16，左右两侧顶蓬呈现收起状态，减少行车风阻。控制器ecu21命令充气阀20打开，命令空气压缩机19开始压缩空气。当高压储气罐18中的气压达到预定值时，控制器ecu21命令空气压缩机19停止压缩空气，然后关闭充气阀20。高压储气罐18中的高压空气作为下次车顶受到坠落物撞击时顶蓬顶起的动力来源。